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锶-90的测定综合试卷及答案

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、名词解释（每题3分，共15分）

1.锶-90

2.比活度

3.衰变纲图

4.竞争吸附

5.载体共沉淀

二、简答题（每题5分，共25分）

1.简述锶-90与钙、钡等元素在化学性质上的相似性及其对分离测定带来的挑战。

2.列举至少三种用于分离纯化环境样品中锶-90的方法，并简述其基本原理。

3.影响锶-90放射性测量准确度的主要因素有哪些？请至少列举四项。

4.简述使用液体闪烁计数法测定锶-90的基本原理。

5.针对锶-90的内照射防护，应采取哪些主要措施？

三、计算题（每题10分，共20分）

1.某环境样品经处理后，在1小时内的净计数为15000计数。若测量的计数效率为30%，本底计数率为10计数/分钟，求样品中锶-90的活度浓度（以Bq/L为单位）。假设锶-90的半衰期为28.8年，计算测量结束时样品中锶-90的比活度（单位：Bq/μg）。

2.为测定某废水样品中锶-90的浓度，取1000mL样品，采用载体共沉淀法富集锶-90。沉淀物经洗涤后，在符合测量效率条件的伽马能谱仪上测量，得净计数为20000计数，测量时间为30分钟。已知计数效率为35%，本底计数率为5计数/分钟。假设沉淀物的收集效率为90%，计算原废水样品中锶-90的浓度（单位：Bq/L）。注意考虑衰变校正（假设样品处理和测量在短时间内完成）。

四、论述题（每题12.5分，共25分）

1.详细阐述利用阳离子交换树脂分离纯化锶-90的原理、关键步骤（包括树脂选择、淋洗、洗脱等）以及需要注意的事项。

2.锶-90作为一种环境放射性核素，对其进行准确测定的意义何在？结合其特性，谈谈在环境监测中应如何选择合适的测定方法并确保结果的可靠性。

试卷答案

一、名词解释

1.锶-90：锶-90（??Sr）是锶元素的一种放射性同位素，属于铀系衰变链中的长寿命核素，半衰期为28.8年，主要通过β衰变发射能量为0.546MeV的电子，衰变产物是铯-90（??Cs）。

2.比活度：比活度是指放射性核素单位质量（通常为微克μg）所具有的放射性活度，单位通常为贝可勒尔每微克（Bq/μg）或居里每毫克（Ci/mg）。

3.衰变纲图：衰变纲图是表示放射性核素与其子体核素之间衰变关系的图解，通常以核素质量数和原子序数为坐标，用箭头表示衰变过程（α衰变、β衰变、γ跃迁等）及伴随的辐射类型。

4.竞争吸附：在离子交换分离过程中，目标离子（锶离子）和干扰离子（如钙离子、钡离子）与离子交换树脂上的活性位点发生竞争性结合的现象，这会影响目标离子的吸附效率和选择性。

5.载体共沉淀：利用一种易形成沉淀的离子（如Ba2?）与目标离子（如Sr2?）在溶液中共沉淀，从而将目标离子从溶液中分离出来的方法。通常加入过量的载体离子形成沉淀（如BaSO?、BaCO?），然后过滤去除沉淀，达到分离目的。

二、简答题

1.锶-90与钙（Ca）、钡（Ba）同属碱土金属元素，位于元素周期表同一主族，其最外层电子结构相似，导致它们在溶液中均以+2价离子（Sr2?,Ca2?,Ba2?）形式存在，离子半径也相近。这种化学性质的相似性给锶-90的分离纯化带来了很大挑战，因为常用的分离方法（如离子交换、沉淀）往往难以有效区分它们，容易导致干扰，降低分离效率和测定准确性。例如，在阳离子交换分离中，它们会按照相似的顺序被吸附和洗脱；在沉淀法中，它们可能生成性质相似的沉淀物。

2.用于分离纯化环境样品中锶-90的方法有多种：

*草酸沉淀法：利用锶离子与草酸根离子形成溶解度极低的草酸锶沉淀（SrC?O?），通过过滤将其与溶液中的干扰离子分离。原理是基于锶草酸盐的低溶解度。

*离子交换法：利用锶离子与离子交换树脂上的功能基团发生交换反应。例如，使用强碱性阴离子交换树脂（如季铵盐型），在适当pH条件下，锶以Sr2?形式被树脂吸附，而其他干扰阴离子（如SO?2?,PO?3?）不被吸附或吸附能力弱，从而实现分离。选择合适的树脂类型、pH条件和洗脱剂是关键。

*载体共沉淀法：向含有锶离子的溶液中加入过量的、易形成沉淀的载体离子（如Ba2?,La3?），使锶离子与载体离子共同形成不溶性的复合沉淀物（如BaSO?,La?O?），通过过滤将沉淀物与溶液分离。原理是利用沉淀反应将溶解态的锶离子转化为固态。

3.影响锶-90放射性测量准确度的主要因素包括：

*本底干扰：测量环境中存在的天然放射性核素或人工放射性核素产生的计数，会降低净计数，从而影响结果准确性。

*自吸收效应